JPS605105B2 - 固体撮像装置 - Google Patents
固体撮像装置Info
- Publication number
- JPS605105B2 JPS605105B2 JP51107795A JP10779576A JPS605105B2 JP S605105 B2 JPS605105 B2 JP S605105B2 JP 51107795 A JP51107795 A JP 51107795A JP 10779576 A JP10779576 A JP 10779576A JP S605105 B2 JPS605105 B2 JP S605105B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- voltage
- solid
- imaging device
- state imaging
- impurity layer
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
Landscapes
- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本明は同一半導体単結晶基板上に製作した感光素子と感
光素子からの出力を時間順次的に選択読み出しをするた
めのスイッチおよび走査回路とから構成される固体撮像
装置に関するものである。
光素子からの出力を時間順次的に選択読み出しをするた
めのスイッチおよび走査回路とから構成される固体撮像
装置に関するものである。
固体撮像装置は現行のテレビジョン放送で使用されてい
る撮像用電管並みの解像力を備える必要があり、このた
め５００×５０の固の光電変換素子およびそれに相当し
た（ｘ，ｙ）座標選択用のスイッチ、またスイッチを開
閉する５００段づつのｘ走査回路およびｙ走査回路が必
要となる。したがって、通常は集積密度の高いシリコン
ＭＯＳ集積回路技術を用いて作られる。第１図に光導電
性物質を感光素子とする従来の撮像素子の断面構造を示
す。
る撮像用電管並みの解像力を備える必要があり、このた
め５００×５０の固の光電変換素子およびそれに相当し
た（ｘ，ｙ）座標選択用のスイッチ、またスイッチを開
閉する５００段づつのｘ走査回路およびｙ走査回路が必
要となる。したがって、通常は集積密度の高いシリコン
ＭＯＳ集積回路技術を用いて作られる。第１図に光導電
性物質を感光素子とする従来の撮像素子の断面構造を示
す。
ここで１は第一導電型（たとえばｎ型）の半導体基板、
２はスイッチ用ＭＯＳ電界効果トランジスタ（以下ＭＯ
ＳＴと略す）である。３は酸化膜４を介して設けたゲー
ト電極、また５および６は第二導電型（たとえばｐ型）
の高濃度不純物層で、以下５をドレィン、６をソースと
称する。
２はスイッチ用ＭＯＳ電界効果トランジスタ（以下ＭＯ
ＳＴと略す）である。３は酸化膜４を介して設けたゲー
ト電極、また５および６は第二導電型（たとえばｐ型）
の高濃度不純物層で、以下５をドレィン、６をソースと
称する。
７はドレィン５と抵抗性接触のとれた平面電極、８は光
導電性薄膜、９ははターゲット電圧１０を印加する透明
電極である。
導電性薄膜、９ははターゲット電圧１０を印加する透明
電極である。
本素子の動作を簡単に説明する。光導電性薄膜８は入射
光に応じてその導電率が変化し、その結果、平面電極７
には入射光に相当した電圧△Ｖがターゲット電圧より供
給される。走査回路の出力する選択パルスによりスイッ
チ部２が導適すると電極７すなわちドレィン５に現れた
電圧△Ｖがソース６より映像信号として読み出される。
ところで光導電性薄膜はしきし、値電圧があり、通常２
０〜３０Ｖである。
光に応じてその導電率が変化し、その結果、平面電極７
には入射光に相当した電圧△Ｖがターゲット電圧より供
給される。走査回路の出力する選択パルスによりスイッ
チ部２が導適すると電極７すなわちドレィン５に現れた
電圧△Ｖがソース６より映像信号として読み出される。
ところで光導電性薄膜はしきし、値電圧があり、通常２
０〜３０Ｖである。
したがって、薄膜にはしきい値電圧以上の電圧を印加す
る必要があり、一般に８０べ１５０Ｖの電圧が印加され
る。変化した電圧△Ｖは入射光量が多くなるに従って、
ターゲット電圧ＶＴとしきい値電圧Ｖｔｈの差に近づく
あるいは等しくなり、例えばＶＴを１００Ｖ、Ｖｔｈを
３０Ｖとすれば△Ｖは７０ Ｖになり、本電圧がドレィ
ン５に現われる。一方通常のＭＯＳプロセスで製作でき
るＭＯＳＴ破壊電圧は２０Ｖ、高々３０Ｖであるから光
量が多い場合はドレィン接合部で電圧破壊が起こり、光
信号を取り出すことができなくなる。また変化電圧△Ｖ
は光量に一次比例して増加するため、電圧破壊の防止の
点から電圧△Ｖを小さく抑えようとすると、入射光量の
上限を抑える必要があり、検出可能な光量範囲を狭める
ことになる。本発明の目的は上記した固体撮像装置にお
いて高電圧のかかるドレィン接合部の破壊電圧を向上さ
せることである。以下本発明を実施例によって詳細に説
明する。
る必要があり、一般に８０べ１５０Ｖの電圧が印加され
る。変化した電圧△Ｖは入射光量が多くなるに従って、
ターゲット電圧ＶＴとしきい値電圧Ｖｔｈの差に近づく
あるいは等しくなり、例えばＶＴを１００Ｖ、Ｖｔｈを
３０Ｖとすれば△Ｖは７０ Ｖになり、本電圧がドレィ
ン５に現われる。一方通常のＭＯＳプロセスで製作でき
るＭＯＳＴ破壊電圧は２０Ｖ、高々３０Ｖであるから光
量が多い場合はドレィン接合部で電圧破壊が起こり、光
信号を取り出すことができなくなる。また変化電圧△Ｖ
は光量に一次比例して増加するため、電圧破壊の防止の
点から電圧△Ｖを小さく抑えようとすると、入射光量の
上限を抑える必要があり、検出可能な光量範囲を狭める
ことになる。本発明の目的は上記した固体撮像装置にお
いて高電圧のかかるドレィン接合部の破壊電圧を向上さ
せることである。以下本発明を実施例によって詳細に説
明する。
第２図に本発明の固体撮像素子を構成する感光素子の断
面構造を示す。１１はｎ型半導体基板、１ ２はスイッ
チ用ＭＯＳＴ部である。
面構造を示す。１１はｎ型半導体基板、１ ２はスイッ
チ用ＭＯＳＴ部である。
１ ３は酸化膜１４を介して設けたゲート電極、また１
５，１６は高濃度のＰ型不純物層で形成したソースおよ
びドレインである。
５，１６は高濃度のＰ型不純物層で形成したソースおよ
びドレインである。
１７はドレインの平面および深さ方向を囲んで形成した
抵濃度のＰ型不純物層である。
抵濃度のＰ型不純物層である。
１８はドレィン１６と抵抗性鞍触のとれた平面電極であ
り、１９は光導電性薄膜、２０はターゲット電圧２１を
印加するための透明電極である。
り、１９は光導電性薄膜、２０はターゲット電圧２１を
印加するための透明電極である。
一般にＰＮ（あるいはＮＰ）接合の破壊電圧は、接合近
傍のＰ領域において印加電圧によって生じる空乏層の幅
の和に比例すると考えてよく、従って、不純物濃度が小
さくなるにつれ破壊電圧は増加する。上記低濃度のＰ型
不純物層１７の濃度は基板と同程度あるいはそれ以下で
もよく、必要な耐圧に応じて１び４〜１ぴ６（／地）に
選ぶのが良い。また低濃度のＰ型不純物層の深さはＭＯ
ＳＴのチャネル長より小さくする必要があり、例えば、
チャネル長がｌｏＡｍ、高濃度不純物層の深さが１仏ｍ
のときは、２〜５仏ｍ程度に選ぶのが良い。
傍のＰ領域において印加電圧によって生じる空乏層の幅
の和に比例すると考えてよく、従って、不純物濃度が小
さくなるにつれ破壊電圧は増加する。上記低濃度のＰ型
不純物層１７の濃度は基板と同程度あるいはそれ以下で
もよく、必要な耐圧に応じて１び４〜１ぴ６（／地）に
選ぶのが良い。また低濃度のＰ型不純物層の深さはＭＯ
ＳＴのチャネル長より小さくする必要があり、例えば、
チャネル長がｌｏＡｍ、高濃度不純物層の深さが１仏ｍ
のときは、２〜５仏ｍ程度に選ぶのが良い。
不純物濃度は１び４〜１ぴ６／城程度が好ましい。これ
により、破壊電圧を１び６個／洲の濃度で約６０Ｖ、ま
た１ぴ１個／洲の濃度で約１５０Ｖに高めることができ
る。したがって、動作電圧および信頼度が高くなるばか
りでなく、入射光量の上限も従来素子の場合より、４〜
６倍広げることができ、入射光コントラストの大きい種
々の用途に使用することが可能になる。以上の製造方法
は、従来の製造工程にＰ拡散工程を追加するだけでよく
、しかも、糠像素子の集積密度を犠牲にすることなく容
易に実現できる。
により、破壊電圧を１び６個／洲の濃度で約６０Ｖ、ま
た１ぴ１個／洲の濃度で約１５０Ｖに高めることができ
る。したがって、動作電圧および信頼度が高くなるばか
りでなく、入射光量の上限も従来素子の場合より、４〜
６倍広げることができ、入射光コントラストの大きい種
々の用途に使用することが可能になる。以上の製造方法
は、従来の製造工程にＰ拡散工程を追加するだけでよく
、しかも、糠像素子の集積密度を犠牲にすることなく容
易に実現できる。
次に、他の実施例について説明する。第３図にオフセッ
ト・ゲート構造のＭＯＳＴをもつ撮像素子の断面構造を
示す。２２はｎ型半導体基板、２３はスイッチ用ＭＯＳ
Ｔ部である。
ト・ゲート構造のＭＯＳＴをもつ撮像素子の断面構造を
示す。２２はｎ型半導体基板、２３はスイッチ用ＭＯＳ
Ｔ部である。
２４は酸化膜２５を介して設けたゲート電極、また２６
，２７は高濃度のＰ型不純物層で形成したソースおよび
ドレィンである。
，２７は高濃度のＰ型不純物層で形成したソースおよび
ドレィンである。
２８はドレィン２７の一部に接触しゲート電極２４の左
端まで伸びた低濃度のＰ型不純物層である。
端まで伸びた低濃度のＰ型不純物層である。
２９はドレィン２７と抵抗性接触のとれた平面電極であ
り、３川ま光導電性薄膜、３１はターゲット電圧３２を
印加するための透明電極である。
り、３川ま光導電性薄膜、３１はターゲット電圧３２を
印加するための透明電極である。
この構造においては抵抗性の拡散層２Ｍこよる電圧降下
のために、拡散層２８の右端部と基板２２間にかかる電
圧が小さくなり、その結果電圧破壊が起りにくくなる。
しかし、拡散層２８のもつ抵抗が必要以上に大きくなる
と、コンダクタンスが小さくなるため、一般に拡散層２
８の形成には、イオン打込みを利用して不純物層の長さ
を５〃ｍ、濃度を１×１び１／嫌程度のとき、破壊電圧
２００Ｖを得るこ．とができる。（打込み深さは通常ｌ
Ａｍ程度で、この時不純物層の不純物密度は１び５／が
程度である。）本素子を製造するためには、従来の製造
工程に低濃度のＰ型不純物層を形成する工程を追加する
だけでよく、破壊電圧の高い撮像素子を得ることができ
る。したがって、素子の動作電圧余裕および検出光量の
範囲を広め、かつ信頼度を高めることができ、本発明の
実用上の効果は非常に大きい。なお上記の実施例では感
光素子とつながったスイッチとして、ＭＯＳＴを用いて
説明したが、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で接合型電
界効果トランジスタ、バイポーラ型トランジスタを用い
て構成できることは勿論である。
のために、拡散層２８の右端部と基板２２間にかかる電
圧が小さくなり、その結果電圧破壊が起りにくくなる。
しかし、拡散層２８のもつ抵抗が必要以上に大きくなる
と、コンダクタンスが小さくなるため、一般に拡散層２
８の形成には、イオン打込みを利用して不純物層の長さ
を５〃ｍ、濃度を１×１び１／嫌程度のとき、破壊電圧
２００Ｖを得るこ．とができる。（打込み深さは通常ｌ
Ａｍ程度で、この時不純物層の不純物密度は１び５／が
程度である。）本素子を製造するためには、従来の製造
工程に低濃度のＰ型不純物層を形成する工程を追加する
だけでよく、破壊電圧の高い撮像素子を得ることができ
る。したがって、素子の動作電圧余裕および検出光量の
範囲を広め、かつ信頼度を高めることができ、本発明の
実用上の効果は非常に大きい。なお上記の実施例では感
光素子とつながったスイッチとして、ＭＯＳＴを用いて
説明したが、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で接合型電
界効果トランジスタ、バイポーラ型トランジスタを用い
て構成できることは勿論である。
第１図は従来の固体撮像素子の断面図であり、第２図は
本発明による固体撮像素子の断面図、第３図は本発明に
よる第２図とは異なる固体撮像素子の断面図である。 努１図 弟Ｚ図 繁３図
本発明による固体撮像素子の断面図、第３図は本発明に
よる第２図とは異なる固体撮像素子の断面図である。 努１図 弟Ｚ図 繁３図
Claims (1)
- １ 第一導電型半導体基板上に走査回路によって開閉す
るスイツチ用ＭＯＳ電界効果トランジスタを備えた電極
パターンを２次元状に配列し、前記電極上に光導電性膜
を設けた固体撮像素子において、前記スイツチ用ＭＯＳ
電界効果トランジスタの前記電極パターンに抵抗性接触
した第２導電型高濃度不純物層を低濃度の第二導電型不
純物層で囲んだことを特徴とする固体撮像装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP51107795A JPS605105B2 (ja) | 1976-09-10 | 1976-09-10 | 固体撮像装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP51107795A JPS605105B2 (ja) | 1976-09-10 | 1976-09-10 | 固体撮像装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5333524A JPS5333524A (en) | 1978-03-29 |
| JPS605105B2 true JPS605105B2 (ja) | 1985-02-08 |
Family
ID=14468214
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP51107795A Expired JPS605105B2 (ja) | 1976-09-10 | 1976-09-10 | 固体撮像装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS605105B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS54147790A (en) * | 1978-05-12 | 1979-11-19 | Victor Co Of Japan Ltd | Solidstate pick up element |
| JPS5689176A (en) * | 1979-12-20 | 1981-07-20 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Solid image pickup device |
| JPS59139672A (ja) * | 1984-01-20 | 1984-08-10 | Hitachi Ltd | 固体撮像素子 |
-
1976
- 1976-09-10 JP JP51107795A patent/JPS605105B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5333524A (en) | 1978-03-29 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2666928B2 (ja) | 電荷転送素子の出力検出器 | |
| US6897519B1 (en) | Tunneling floating gate APS pixel | |
| US4686555A (en) | Solid state image sensor | |
| JPH0666446B2 (ja) | 固体撮像素子 | |
| JPH0444465B2 (ja) | ||
| JPS6149822B2 (ja) | ||
| JPS605108B2 (ja) | 固体擦像装置 | |
| JP3470133B2 (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| US10957726B2 (en) | Image sensors having a reduced settling time | |
| JP2504504B2 (ja) | 光電変換装置 | |
| JP7482447B2 (ja) | フォトディテクタ、フォトディテクタアレイおよび駆動方法 | |
| JPS6050066B2 (ja) | Ｍｏｓ半導体集積回路装置 | |
| US4616249A (en) | Solid state image pick-up element of static induction transistor type | |
| US7777168B2 (en) | Image sensor circuit and method comprising one-transistor pixels | |
| US6489658B2 (en) | MOS-transistor for a photo cell | |
| JPS605105B2 (ja) | 固体撮像装置 | |
| EP0118568A1 (en) | Semiconductor image pickup device | |
| JPH07106553A (ja) | 固体撮像素子 | |
| JPS605107B2 (ja) | 固体撮像装置 | |
| JP5202331B2 (ja) | 可視光検知半導体放射線検出器 | |
| US4706107A (en) | IC memory cells with reduced alpha particle influence | |
| US6984817B2 (en) | CMOS-type photodetector for improved charge transfer from the photodetector to a MOS transistor | |
| US3454795A (en) | Semiconductive field-controlled diode device | |
| JP2757583B2 (ja) | 半導体集積回路 | |
| JPH026228B2 (ja) |